產品與方案
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量子點光譜傳感技術是一項身處世界科技前沿、自主研發、領跑全球的創新技術發明。清華大學博士生導師鮑捷教授于2015年在世界頂級學術期刊《自然》發表了該研究成果《基于膠體量子點納米材料的光譜儀》，得到了科學界的廣泛關注與高度評價，被稱為“顛覆性”技術。
量子點光譜芯片體積、重量比傳統光譜儀縮小千倍，從大體積設備到針尖大小的傳感器，性能依舊領先。
量子點光譜儀采用新型納米材料量子點，代替傳統光譜儀中的光柵、棱鏡等元器件，開辟光譜傳感領域跨學科交叉融合的先河。
將不同尺寸的量子點材料陳列集成為微型芯片，讓大型光譜儀走進日常生活中，開啟對物質基礎信息的采集與大數據分析，引領光譜數據的智能化創新應用。
通過無處不在的“科技之眼”，為人類認知世界增加全新的維度;實現對多種物質的智能化實時實地檢測、鑒別和監控，重塑人們的生產和生活方式。
量子點光譜儀的工作原理是基于測量通過CQD濾波器的光譜總透射強度。它通過對每個CQD濾光片重復這種強度測量，從而產生一組透射光強度數據。然后，使用線性回歸方法進行光譜重建，即找到一組重建光譜，使得測量的透射光強度與一組數值計算強度之間的差值的平方和最小化。這樣就得到了每個CQD濾光片測量的重建入射光譜和透射光譜的乘積，與波長相關。
通過同時使用一組光檢測器測量一組強度，可以使量子點光譜儀的操作更高效。每個光檢測器都與指定的CQD濾波器耦合。通過將光檢測器的集合排列成小型化的二維檢測器陣列，例如電荷耦合器件（CCD）陣列檢測器，并將CQD濾波器集成到CQD濾波器陣列中并耦合到檢測器陣列，量子點光譜儀可以以快照方式進行光譜測量，無需掃描或切換濾光片。
圖1 量子點光譜儀的工作原理
圖2 量子點濾光片和量子點光譜儀
為了評估量子點光譜儀的性能，研究人員展示了使用白光源和一組光學濾波器產生的四個任意光譜的測量結果（圖3.a-d）。這些結果表明，量子點光譜儀能夠準確再現光譜的所有主要特征。重建光譜與商用光譜儀測量的參考光譜之間的差異主要來自一些細微的特征，這些特征可能受到系統測量誤差和所使用的CQD濾波器數量的影響。
量子點光譜儀還被用于測量熒光樣品的發射光譜（圖3.e），發射峰范圍從450 nm至650 nm。如圖3.f所示，量子點光譜儀測量的發射光譜與標準熒光光譜儀測量的發射光譜相匹配。為了驗證量子點光譜儀的光譜分辨率，研究人員使用帶寬為2 nm的單色光，集中在不同波長，并獲得了準確的光譜（圖3.g）；他們還準確地測量了小到1 nm的峰值位置的波長偏移（圖3.h）。進一步的分析表明，量子點光譜儀可以分辨出兩個相隔2–3 nm的峰。
圖3 量子點光譜儀測量
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